本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，具體涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體溝槽結(jié)構(gòu)側(cè)壁氧化層的厚度直接影響半導(dǎo)體的電性和可靠性，例如：單片集成工藝（bipolar-cmos-dmos，bcd）中深溝槽隔離結(jié)構(gòu)（dti，deep?trench?isolation）的側(cè)壁氧化層用于高壓器件的隔離，分立器件中溝槽結(jié)構(gòu)側(cè)壁氧化層被作為柵極氧化層。由于溝槽側(cè)壁氧化層si(110)的氧化速率快于晶圓表面以及溝槽槽底si(100)的氧化速率，會(huì)導(dǎo)致si(110)氧化層的厚度和si(100)氧化層的厚度不一致，si(100)氧化層的厚度通常會(huì)采用橢偏儀來量測(cè)，si(110)氧化層的厚度需要在形成溝槽氧化層之后采用透射電子顯微鏡（transmission?electron?microscopy，tem）或者掃描電子顯微鏡（scanning?electronmicroscope，sem）來表征。因此，在溝槽氧化層制備過程中，只能通過測(cè)量si(100)氧化層厚度以判斷si(110)氧化層厚度是否達(dá)到目標(biāo)厚度。然而，si(100)/si(110)晶面氧化層生長比例受到氧化溫度和氧化方式的影響，會(huì)造成在溝槽氧化層制備過程中，無法根據(jù)si(100)晶面的氧化層厚度精確判斷si(110)氧化層厚度是否達(dá)到目標(biāo)厚度，這增加了溝槽氧化層的開發(fā)周期和制作成本，同時(shí)影響半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，解決了因?yàn)闊o法精確判斷si(110)氧化層厚度是否達(dá)到目標(biāo)厚度，導(dǎo)致溝槽氧化層的開發(fā)周期長和制作成本高的問題，具有提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦碌募夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

4、提供襯底；

5、于所述襯底內(nèi)形成溝槽；所述襯底的上表面及所述溝槽的底面均為第一晶面，所述溝槽的側(cè)壁為第二晶面；

6、獲取不同生長溫度條件下所述第一晶面與所述第二晶面氧化層的生長比值；

7、基于所述第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到所述第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度；

8、于所述襯底的上表面、所述溝槽的底面及所述溝槽的底部形成氧化層，直至所述第一晶面的氧化層的厚度達(dá)到所述第二目標(biāo)厚度。

9、本申請(qǐng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，通過獲取不同生長溫度條件下第一晶面與第二晶面氧化層的生長比值，基于第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度，再于襯底的上表面、溝槽的底面及溝槽的底部形成氧化層，直至第一晶面的氧化層的厚度達(dá)到第二目標(biāo)厚度。解決了無法根據(jù)si(100)?晶面的氧化層厚度精確判斷si(110)氧化層厚度是否達(dá)到目標(biāo)厚度，導(dǎo)致溝槽氧化層的開發(fā)周期長和制作成本高的問題，具有提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一晶面包括（100）晶面，所述第二晶面包括（110）晶面。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用熱氧化工藝于所述襯底的上表面、所述溝槽的底面及所述溝槽的底部形成所述氧化層。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取不同生長溫度條件下所述第一晶面與所述第二晶面氧化層的生長比值，包括：

13、基于各生長溫度條件下所述測(cè)試襯底的第一晶面的氧化層厚度及所述測(cè)試襯底的第二晶面的氧化層厚度得到不同生長溫度條件下所述第一晶面與所述第二晶面氧化層的生長比值，其中，相同所述生長溫度條件下所述第一晶面的氧化層厚度不同于所述第二晶面的氧化層厚度。

14、在其中一個(gè)實(shí)施例中，使用橢偏儀量測(cè)各生長溫度條件下所述第一晶面的氧化層的厚度；使用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡量測(cè)各生長溫度條件下所述第二晶面的氧化層的厚度。

15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基于所述第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到所述第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度，包括：

16、基于所述第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值預(yù)估所述第一晶面需要形成氧化層的預(yù)估厚度；

17、提供實(shí)驗(yàn)襯底，所述實(shí)驗(yàn)襯底與所述襯底相同；

18、于所述實(shí)驗(yàn)襯底內(nèi)形成實(shí)驗(yàn)溝槽，所述實(shí)驗(yàn)溝槽與所述溝槽采用相同的干法刻蝕工藝而形成；所述實(shí)驗(yàn)襯底的上表面及所述實(shí)驗(yàn)溝槽的底面均為第一晶面，所述實(shí)驗(yàn)溝槽的側(cè)壁為第二晶面；

19、于所述實(shí)驗(yàn)襯底的上表面、所述實(shí)驗(yàn)溝槽的底面及所述實(shí)驗(yàn)溝槽的底部形成氧化層，直至所述實(shí)驗(yàn)襯底的第一晶面的氧化層的厚度達(dá)到所述預(yù)估厚度；

20、量測(cè)所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度；

21、若所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將所述預(yù)估厚度作為所述第二目標(biāo)厚度。

22、在其中一個(gè)實(shí)施例中，若所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍之外，則重復(fù)上述步驟，直至所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

23、在其中一個(gè)實(shí)施例中，若所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍之外，且所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍的誤差位于可控誤差范圍之內(nèi)，則將所述預(yù)估厚度根據(jù)所述誤差進(jìn)行微調(diào)得到所述第二目標(biāo)厚度。

24、在其中一個(gè)實(shí)施例中，使用橢偏儀在線量測(cè)所述實(shí)驗(yàn)襯底的第一晶面的氧化層的厚度；使用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡量測(cè)所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的厚度。

25、第二方面，本申請(qǐng)還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用第一方面中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法制備而得到。

26、本申請(qǐng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，通過獲取不同生長溫度條件下第一晶面與第二晶面氧化層的生長比值，基于第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度，再于襯底的上表面、溝槽的底面及溝槽的底部形成氧化層，直至第一晶面的氧化層的厚度達(dá)到第二目標(biāo)厚度。解決了無法根據(jù)si(100)?晶面的氧化層厚度精確判斷si(110)氧化層厚度是否達(dá)到目標(biāo)厚度，導(dǎo)致溝槽氧化層的開發(fā)周期長和制作成本高的問題，具有提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述第一晶面包括（100）晶面，所述第二晶面包括（110）晶面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，采用熱氧化工藝于所述襯底的上表面、所述溝槽的底面及所述溝槽的底部形成所述氧化層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述獲取不同生長溫度條件下所述第一晶面與所述第二晶面氧化層的生長比值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，使用橢偏儀量測(cè)各生長溫度條件下所述第一晶面的氧化層的厚度；使用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡量測(cè)各生長溫度條件下所述第二晶面的氧化層的厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述基于所述第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到所述第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，若所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍之外，則重復(fù)權(quán)利要求6中所述基于所述第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到所述第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度的步驟，直至所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，若所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度位于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍之外，且所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的實(shí)際厚度于所述第一目標(biāo)厚度的預(yù)設(shè)范圍的誤差位于可控誤差范圍之內(nèi)，則將所述預(yù)估厚度根據(jù)所述誤差進(jìn)行微調(diào)得到所述第二目標(biāo)厚度。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，使用橢偏儀在線量測(cè)所述實(shí)驗(yàn)襯底的第一晶面的氧化層的厚度；使用掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡量測(cè)所述實(shí)驗(yàn)襯底的第二晶面的氧化層的厚度。

10.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)采用如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法制備而得到。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法包括：提供襯底；于襯底內(nèi)形成溝槽；襯底的上表面及溝槽的底面均為第一晶面，溝槽的側(cè)壁為第二晶面；獲取不同生長溫度條件下第一晶面與第二晶面氧化層的生長比值；基于第二晶面所需形成氧化層的第一目標(biāo)厚度、生長溫度及該生長溫度下的生長比值得到第一晶面需要形成氧化層的第二目標(biāo)厚度；于襯底的上表面、溝槽的底面及溝槽的底部形成氧化層，直至第一晶面的氧化層的厚度達(dá)到第二目標(biāo)厚度。本申請(qǐng)解決了無法根據(jù)Si(100)?晶面的氧化層厚度精確判斷Si(110)氧化層厚度是否達(dá)到目標(biāo)厚度，導(dǎo)致溝槽氧化層的開發(fā)周期長和制作成本高的問題，具有提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性和可靠性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：王勝林,崔敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：粵芯半導(dǎo)體技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21